ZCU102(3)——EMIO实现按钮控制LED

注: 本文转载自:https://blog.csdn.net/botao_li/article/details/86221390

文章目录

  • EMIO
  • Block Design
  • SDK
  • 轮询方式抓取按钮代码
    中断方式抓取按钮代码

    本文配套原码工程上传至 https://download.csdn.net/download/botao_li/10908368

    EMIO
    EMIO是由PS负责控制,由PL负责连接管脚的GPIO

    具体说明见ug1085的General Purpose I/O章节

    根据Zynq MPSOC的设计,EMIO占用GPIO BANK3至5的全部32位,对应GPIO的序号78至174,共96个EMIO

    但是在PS模块中引出的PL中断会默认占用高序号值的EMIO,如本实验中PS模块的pl_resetn0复位信号占用了序号174的EMIO

    Block Design
    建立Vivado工程,建立Block Design

    添加Zynq UltraScale+ MPSoC模块

    双击Zynq模块打开设置,并关闭不使用的默认配置项

    UART用于标准IO输出,与主机通过串口连接查看程序运行状况

    注意与zcu102的UART管脚对应,只有上图中的MIO序号才能正确与主机串口连接

    GPIO EMIO设置引出的EMIO接口数目,从低序号至高序号

    当前的配置引出13个EMIO接口,对应GPIO序号为78至90

    配置完成后Zynq模块出现GPIO_0的端口,注意端口总线[12:0]对应GPIO序号[90:78]

    右键点击GPIO_0端口,选择Make External,用于在PL定义管脚约束

    完成Block Design如下图所示

    在Sources窗口,右键点击Block Design,选择Generate Output Products,在弹出窗口中配置并选择Generate

    完成后右键点击Block Design,选择Create HDL Wrapper,给Block Design封装顶层HDL模块

    按默认配置完成后Sources窗口如下

    在Flow Navigator中选择Run Synthesis,完成后选择Open Synthesized Design

    打开综合结果后,在Layout菜单选择I/O Planning

    在I/O Ports窗口设置管脚和电平,参考ug1182

    低8位为LED,高5位为按钮

    保存后,根据提示添加约束文件top.xdc

    在Flow Navigator中选择Generate Bitstream

    结束后在File菜单选择Export Hardware,之后选择Launch SDK

    注意Export Hardware的弹出窗口选择Include Bitstream,方便SDK中加载Bit文件,否则得在SDK中手动查找

    SDK
    打开SDK后在File菜单选择建立工程

    在弹出窗口中建立HelloWorld模板工程


    在生成的emio_test工程中双击打开helloworld.c文件进行编程

    在PS程序中抓取按钮状态有2种方式:轮询(Poll)和中断(Intr)

    2种方式的代码在本文最下方,实现按钮按下后对应LED点亮,按钮弹起后LED熄灭

    完成代码后在emio_test工程上右键菜单选择Run Configuration

    在System Debugger上右键选择New,建立新的配置,并且如下配置

    可以在此窗口选择Apply之后,按Run按钮运行,也可以在窗口关闭后,在工程上点击右键选择

    Debug也可以用同样的方式设置,但是Debug模式不会进入中断响应函数,只有Run才能正常中断

    轮询方式抓取按钮代码
    #include "xparameters.h"
    #include "xgpiops.h"
    #include "sleep.h"

    XGpioPs Gpio;

    int main(void)
    {
    print("emio test begins");

    int Status;
    XGpioPs_Config *ConfigPtr;

    //根据ID,查找配置
    //参数来源于xparameters.h
    ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID);
    if (ConfigPtr == NULL)
    {
    return XST_FAILURE;
    }

    //初始化
    //根据配置初始化gpio对象
    Status = XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);
    if (Status != XST_SUCCESS)
    {
    return XST_FAILURE;
    }

    //根据ug1085,EMIO的IO序号为78~173,对应95个EMIO

    //设置8个LED的GPIO方向为输出
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 78, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 79, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 80, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 81, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 82, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 83, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 84, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 85, 1);
    //使能8个LED的GPIO输出
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 78, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 79, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 80, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 81, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 82, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 83, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 84, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 85, 1);

    //设置5个按钮的GPIO方向为输入
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 86, 0);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 87, 0);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 88, 0);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 89, 0);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 90, 0);

    //LED值,1表示点亮,0表示关闭
    u32 btn = 0;

    //工作循环
    while (1)
    {
    usleep(10000);//10ms刷新

    //4个按钮控制各控制1个LED,最后1个按钮控制剩下4个LED
    btn = XGpioPs_ReadPin(&Gpio, 86);
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, 78, btn);

    btn = XGpioPs_ReadPin(&Gpio, 87);
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, 79, btn);

    btn = XGpioPs_ReadPin(&Gpio, 88);
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, 80, btn);

    btn = XGpioPs_ReadPin(&Gpio, 89);
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, 81, btn);

    btn = XGpioPs_ReadPin(&Gpio, 90);
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, 82, btn);
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, 83, btn);
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, 84, btn);
    XGpioPs_WritePin(&Gpio, 85, btn);
    }

    print("emio test ends");
    }

    中断方式抓取按钮代码
    中断实现主要参考SDK中的示例程序(可以通过BSP工程中的system.mss打开)

    #include "xparameters.h"
    #include "xgpiops.h"
    #include "sleep.h"
    #include "xscugic.h"
    #include "xil_exception.h"

    XGpioPs Gpio;
    XScuGic Intc;

    //中断响应函数
    static void IntrHandler(void *CallBackRef, u32 Bank, u32 Status)
    {
    //XGpioPs_SetCallbackHandler连接中断响应函数时传入GPIO对象
    XGpioPs *Gpio = (XGpioPs *)CallBackRef;

    //LED值,1表示点亮,0表示关闭
    u32 btn = 0;

    //4个按钮控制各控制1个LED,最后1个按钮控制剩下4个LED
    btn = XGpioPs_ReadPin(Gpio, 86);
    XGpioPs_WritePin(Gpio, 78, btn);

    btn = XGpioPs_ReadPin(Gpio, 87);
    XGpioPs_WritePin(Gpio, 79, btn);

    btn = XGpioPs_ReadPin(Gpio, 88);
    XGpioPs_WritePin(Gpio, 80, btn);

    btn = XGpioPs_ReadPin(Gpio, 89);
    XGpioPs_WritePin(Gpio, 81, btn);

    btn = XGpioPs_ReadPin(Gpio, 90);
    XGpioPs_WritePin(Gpio, 82, btn);
    XGpioPs_WritePin(Gpio, 83, btn);
    XGpioPs_WritePin(Gpio, 84, btn);
    XGpioPs_WritePin(Gpio, 85, btn);
    }

    int main(void)
    {
    print("emio test begins");

    int Status;
    XGpioPs_Config *ConfigPtr;

    //根据ID,查找配置
    //参数来源于xparameters.h
    ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID);
    if (ConfigPtr == NULL)
    {
    return XST_FAILURE;
    }

    //初始化
    //根据配置初始化gpio对象
    Status = XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);
    if (Status != XST_SUCCESS)
    {
    return XST_FAILURE;
    }

    //根据ug1085,EMIO的IO序号为78~173,对应95个EMIO

    //设置8个LED的GPIO方向为输出
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 78, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 79, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 80, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 81, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 82, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 83, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 84, 1);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 85, 1);
    //使能8个LED的GPIO输出
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 78, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 79, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 80, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 81, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 82, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 83, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 84, 1);
    XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, 85, 1);

    //设置5个按钮的GPIO方向为输入
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 86, 0);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 87, 0);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 88, 0);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 89, 0);
    XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, 90, 0);

    //设置按钮的GPIO中断

    //查找中断配置
    XScuGic_Config *IntcConfig;
    IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID);
    if (NULL == IntcConfig)
    {
    return XST_FAILURE;
    }

    //中断初始化
    Status = XScuGic_CfgInitialize(&Intc, IntcConfig, IntcConfig->CpuBaseAddress);
    if (Status != XST_SUCCESS)
    {
    return XST_FAILURE;
    }

    //连接GPIO中断处理函数XGpioPs_IntrHandler,由此函数分发中断至自定义的GPIO中断函数
    //GPIO中断ID定义在xparameters_ps.h
    Status = XScuGic_Connect(&Intc, XPAR_XGPIOPS_0_INTR, (Xil_ExceptionHandler)XGpioPs_IntrHandler, (void *)&Gpio);
    if (Status != XST_SUCCESS)
    {
    return Status;
    }

    //中断控制器中使能GPIO中断
    XScuGic_Enable(&Intc, XPAR_XGPIOPS_0_INTR);

    //使能硬件中断
    Xil_ExceptionInit();
    Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT, (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, &Intc);
    Xil_ExceptionEnable();

    //设置GPIO中断类型
    //根据ug1085,当前按钮全位于BANK3
    //后3个参数全是32位掩码,每一位对应当前BANK的1个GPIO接口
    //最后1个参数设置上升沿和下降沿都中断,此时倒数第2个参数无效
    XGpioPs_SetIntrType(&Gpio, XGPIOPS_BANK3, 0xFFFFFFFF, 0x00000000, 0xFFFFFFFF);

    //连接自定义的GPIO中断响应函数
    XGpioPs_SetCallbackHandler(&Gpio, (void *)&Gpio, IntrHandler);

    //使用5个按钮的GPIO中断
    //根据ug1085,当前按钮全位于BANK3
    //根据ug1085,找到按钮位于当前BANK中的位置[12:8]
    XGpioPs_IntrEnable(&Gpio, XGPIOPS_BANK3, 0b1111100000000);

    //工作循环无操作
    while (1)
    {
    ;
    }

    print("emio test ends");
    }

    ---------------------
    版权声明:本文为CSDN博主「bt_」的原创文章,遵循CC 4.0 by-sa版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
    原文链接:https://blog.csdn.net/botao_li/article/details/86221390

    推荐阅读